LED照明电源单级PFC高频变压器设计—超实用.docVIP

五步搞定LED照明电源单级PFC高频变压器设计由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7,商业照明必需大于0.9.对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。即节省空间又节约成本。接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。 　　以一个60W的实例来进行讲解： 　　输入条件： 　　电压范围：176~265Vac50/60Hz 　　PF》0.95 　　THD《25% 　　效率ef〉0.87 　　输出条件： 　　输出电压：48V 　　输出电流：1.28A 　　第一步：选择ic和磁芯： 　　Ic用士兰的SA7527,输出带准谐振，效率做到0.87应该没有问题。 　　按功率来选择磁芯，根据以下公式： 　　Po=100*Fs*Ve 　　Po:输出功率；100:常数；Fs:开关频率；Ve:磁芯体积。 　　在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44;工作频率选择：50000Hz;则： 　　Ve=Po/（100*50000） 　　=61.4/（100*50000）=12280mmm 　　PQ3230的Ve值为：11970.00mmm,这里由于是调频方式工作。完全可以满足需求。可以代入公式去看看实际需要的工作频率为：51295Hz. 　　第二步：计算初级电感量。 　　最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249V. 　　最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V. 　　最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。 　　最大占空比的选择：宽电压一般选择小于0.5,窄电压一般选择在0.3左右。考虑到MOS管的耐压，一般不要选择大于0.5,220V供电时选择0.3比较合适。在这里选择：Dmax=0.327. 　　最大输入电流：Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39A 　　最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A 　　MOS管最大峰值电流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A 　　初级电感量：Lp=Dmax^2*Vin_min/（2*Iin_max*fs_min）*10^3 　　=0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000 　　=482.55uH 　　取500uH. 　　第三步：计算初级匝数NP: 　　查磁芯资料，PQ3230的AL值为：5140nH/N^2,在设计反激变压器时，要留一定的气息。选择0.6倍的AL值比较合适。在这里AL我们取： 　　AL=2600nH/N^2 　　则：NP=（500/0.26）^0.5=44 　　第四步：次级匝数NS: 　　VOR=VDmin*Dmax 　　=249*0.327=81.4 　　匝比n=VOR/Vo=81.4/48=1.696 　　NS=NP/n=44/1.686=26 　　第五步：计算辅助绕组NA 　　查看IC的datasheet,知道VCC为11.5~30V.在这选16V. 　　NA=NS/（Vo*VCC）=26/（48/16）=8.67取9. 　　绕法： 　　总结 　　通过样品的测试，实验结果为：整机效率0.88,PF值：176V时0.989;220V时0.984;265V时0.975.变压器温升25K.在整个变压器设计过程中。简化了一些东西。比如二极管的压降。对比一下，与一般反激式的变压器有点一致。只是由于整流桥后没有接大容量的电解电容。实际的直流最低电压没有1.414倍。 ? 随着LED在照明、背光等场合的应用，用户在面对体积、调光控制、成本、转换效率等方面有更多的考虑因素。近年来，采用原边反馈方式的LED驱动器发展迅速，与传统的副边反馈的光耦加TL431的结构相比，其最大的优势在于省去了这两个芯片以及与之配合工作的一组元器件，这样就节省了系统板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。 ??????? 例如，美国MPS公司推出的MP4021/4020，在针对AC85V~265V全电压输入范围里，可以提供30W内的解决方案。其采用原边控制架构的LED驱动电路具有成本和性能优势，可以节省光耦和其它反馈电路，使得产品体积大大减小，从而很好地兼顾了成本和性能。其应用特点可简单概括为：? ????? 另外， MP4021/4020能实现精确的次级侧LED驱动电流控制，其内置的补偿线路保证了驱动器在全温、宽电压和量产条件下的输出电流精度。 跟我学系列之一，CCM模式APFC电路设计传统的工频交流整流电路，因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压，所以使电网的电流波形变成了尖脉冲，滤波电容越大，输入电流的脉宽就越窄，峰值越高，有